鲜活的技术 鲜活的感受——2005年德国埃森焊接切割展览会有感

9月12日～17日，第十六届国际焊接与切割展览会在德国埃森这座古老而幽静的城市隆重举行。展会云集了来自全球1000多家厂商，中国展团、美国展团、意大利展团、韩国展团、印度展团、俄罗斯展团以及世界其他各地的展商。作为参展商中的一员，我深刻地感受到这是一次连接世界、连接自然、连接未来的盛会。     

LOW CYCLE FATIGUE BEHAVIORS AND MICROSTRUCTURES OF Ti–2Al–2.5Zr WITH FINE GRAIN AT RT AND 77 K

对细晶Ti--2Al--2.5Zr合金进行了室温/低温(77 K)疲劳实验及微观组织观察. 结果表明: 室温低应变幅Δε_t/2(=0.5%, 1.0%)下,合金表现为循环软化; 室温高应变幅(1.5%, 2.0%)下, 则表现为循环应力饱和; 77 K时, 不同应变幅下均表现为循环硬化, 且随应变幅升高, 循环硬化程度增强. 疲劳寿命测试结果表明: 低温疲劳寿命始终高于室温. 断口SEM观察表明, 室温和低温下, 疲劳裂纹扩展区均有明显的疲劳条纹,疲劳裂纹以穿晶方式扩展, 室温下伴随有大量二次裂纹, 低温下的二次裂纹数量明显减少. TEM观察表明: 低温下孪生是合金主要的变形方式, 包括{1011}和{1121}型孪晶. 疲劳变形位错组态为: 室温较低应变幅(0.5%, 1.0%)下, 形成位错线和局部位错缠结; 室温下应变幅提高到1.5%和2.0%时,\{1010}柱面和{1121}锥面滑移同时开动, 位错组态演化为亚晶和明显的位错胞. 77 K下, 应变幅2.0%时形成沿 柱面平行分布的位错带; 77 K下应变幅升高到4.5%时, 多滑移形成相互垂直的位错线. 低温诱发形变孪晶是Ti--2Al--2.5Zr低温疲劳寿命升高的原因.     

CRYSTALLIZATION PROCESS AND NON–ISOTHERMAL CRYSTALLIZATION KINETICS OF MELT–SPUN Nd–Fe–B AMORPHOUS THICK RIBBONS

利用熔体快淬法在12 m/s的辊速下制备了Nd₆Fe₇₂B₂₂和Nd₆Fe₆₈Ti₄B₁₇C₅非晶厚带. 通过DSC和XRD, 并借助Kempen模型和 Kissinger方程, 研究了合金的非晶晶化过程及非等温晶化动力学. 结果表明, 两种合金厚带具有不同的晶化过程以及晶化动力学机制. Nd₆Fe₇₂B₂₂合金的晶化过程分为三步完成: 非晶
相 (AP)→ Nd₂Fe₂₃B₃→Nd₂Fe₁₄B+ α--Fe +Fe₃B→Nd₂Fe₁₄B+α--Fe+Fe₃B+NdFe₄B₄, 而Nd₆Fe₆₈Ti₄B₁₇C₅ 合金一步完成晶化: AP→Nd₂(Fe, Ti)₁₄(B, C)+α--Fe + Fe₃B. 与Nd₆Fe₇₂B₂₂合金由界面控制的多晶型晶化不同, Nd₆Fe₆₈Ti₄B₁₇C₅合金以扩散控制的共晶型晶化为主.     

铜的电化学腐蚀过程的红外光谱电化学及量子化学方法研究

    设计了一种超薄层红外光谱电化学池,对铜电极的电化学腐蚀过程的现场监测表明,该电解池有较好的电化学性质和红外光谱响应性;铜电极在1.0 mol/L KCl溶液中的电化学腐蚀过程伴随铜的氯化物生成. 以量子化学方法（ab initio 和arguslab）计算软件对形成的化合物及其红外光谱进行了理论计算.结果表明,在KCl支持电解质水溶液中,铜氧化生成的铜（I）离子易与氯离子形成较稳定的三配位化合物,并获得了与实验结果一致的红外光谱.     

结构陶瓷及其超塑性I.结构陶瓷简介

结构陶瓷可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷,它们均具有低的密度,高的耐磨性及抗高温冲蚀特性,是一类可在苛刻环境下服役的材料.本文对其组元构成、晶体结构、性能特点及近期研究进展和应用等诸方面做了综述.     

EFFECTS OF δ–FERRITE ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES IN A TUNGSTEN-ALLOYED 10%Cr ULTRA–SUPERCRITICAL STEEL

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析研究了含W型10%Cr(质量分数)超超临界钢中δ--铁素体的组织形貌与微观结构. 结果表明, δ--铁素体的生成机理与奥氏体化加热温度密切相关. 当加热温度较低时, 极少量δ--铁素体在原奥氏体晶粒内部优先形核生长, 呈针状分布; 当加热温度较高时,δ--铁素体在原奥氏体晶界处形核, 快速生长, 呈多边形分布, 转变时发生溶质组元再分配. 两种形态的铁素体均明显降低了含W型10%Cr超超临界钢的冲击韧性, 但是, 针状δ--铁素体降低冲击韧性的幅度远大于多边形δ--铁素体;即使针状δ--铁素体的体积分数极少, 也会对钢的力学性能造成极大影响.     

结构陶瓷及其超塑性II.陶瓷材料的超塑性

得到广泛应用的结构陶瓷的另一特点是塑性差,难以进行塑性加工.因此对其超塑性的研究便成为国内外竞相研发的热点之一.针对Y2O3部分稳定四方ZrO2(Y-TZP),Al2O3,Si3N4和SiC等结构陶瓷,分别就其拉伸(压缩)宏观力学实验.微观物理机理、晶体结构和添加物对超塑变形的影响,以及对其进行的力学测量结果和研究进展进行了综述.     

INFLUENCE OF Co ON THE GLASS FORMING ABILITY AND SOFT MAGNETIC PROPERTY OF Fe–B–Y–Nb BULK AMORPHOUS ALLOY

采用吸铸法制备了直径为2---5 mm的[(Fe_1-xCo_x)_71.2B₂₄Y_4.8]₉₆Nb₄ (x=0, 0.1, 0.2, 0.3和0.4) 合金棒. XRD测试表明, 用适量的Co替换Fe可有效提高原始
合金 (Fe_71.2B₂₄Y_4.8)₉₆Nb₄ 的玻璃形成能力, 拓宽非晶形成范围. 热分析结果显示所有的非晶合金均具有高的玻璃转变温度(T_g≥850 K) 和宽广的过冷液态区 (Δ T_x≥97 K). 此外, Co的替换明显改善了原始非晶合金的软磁性能, 其中成分为[(Fe_0.9Co_0.1)_71.2B₂₄Y_4.8]₉₆Nb₄的非晶合金的饱和磁化强度M_s达到26.6 kA/m, 矫顽力H_c仅为59 A/m.热磁实验表明, 随着Co含量的增加, 非晶合金的Curie温度不断升高, 最大值达到577 K, 与初始合金相比提高了100 K, 显著改善了原体系的热磁性能.     

Nb、Ta等元素对Zr基大块非晶非晶形成能力及耐腐蚀性影响机理研究

  用计算机编程构造了Zr基非晶合金包含二十面体原子团簇的Zr₂Ni晶体相.用Zr₂Ni晶体相中以Ni原子为中心的二十面体原子团簇模拟Zr基非晶中二十面体团簇.应用实空间的递归方法计算了合金元素取代二十面体原子团簇中心和顶角位置原子时的局域态密度、二十面体原子团簇中中心Ni原子与其近邻合金元素Nb、Ta、Ti、V的总键级积分及团簇的费米能级.结果表明,Nb、Ta、Ti和V取代Zr原子后使其与Ni的键级积分有所降低,使合金的非晶形成能力下降,但Nb、Ta对合金的非晶形成能力影响不大;Nb、V取代Zr使费米能级升高,可使Zr基非晶容易钝化,提高耐蚀性;Ta对Zr基非晶的耐蚀性影响不大.而Ti使Zr基非晶的钝化能力下降.综合合金元素对非晶形成能力和耐腐蚀性的影响,Nb是最有益的合金元素,即在Zr基非晶中,通过加入少量的Nb元素,可以制备出具有较高耐腐蚀性的大块非晶.     

EFFECT OF STRAIN RATE ON STRAIN INDUCED α'--MARTENSITE TRANSFORMATION AND MECHANICAL RESPONSE OF AUSTENITIC STAINLESS STEELS

以5×10^-4 s^-1(慢速拉伸)和2×10^-2 s^-1(快速拉伸) 2种应变速率对EN1.4318 (AISI301L)和EN1.4301(AISI304)冷轧和退火态奥氏体不锈钢板试样(厚度为2 mm)进行了拉伸实验, 用TEM, SEM以及XRD分析应变诱发 α'--马氏体转变机制和转变量. 结果表明, 相同应变速率拉伸时, EN1.4318钢的α'--马氏体转变量远远高于EN1.4301钢; 快速拉伸可明显抑制冷轧EN1.4318钢中α'--马氏体的转变速率, 降低硬化率. 在均匀变形阶段, 2种钢中α'--马氏体的转变速率和转变量比慢速拉伸时有不同程度地下降, 而且冷轧比退火态更显著. 奥氏体稳定性较高的EN1.4301钢, 常温拉伸 α'--马氏体转变饱和值低于0.3(体积分数), 增强效果小, 快速拉伸导致较快发生塑性失稳和均匀延伸率大幅降低; 而对于层错能低、α'--马氏体饱和值很高的EN1.4318钢, 快速拉伸则使抗拉强度大幅降低, 而且下降的幅度随α'--马氏体饱和值增加而增大; EN1.4318钢的应变速率敏感性远大于EN1.4301钢.     

COMPOSITION, MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF C–N–Cr FILMS DEPOSITED BY PULSED BIAS ARC ION PLATING

用脉冲偏压电弧离子镀设备在保持偏压一致和工作气压恒定的条件下, 控制不同氮(N)流量,在硬质合金基体上制备了不同成分的C--N--Cr薄膜. 用SEM, XPS, GIXRD, 激光Raman谱和纳米压入等方法分别研究了薄膜的表面形貌、成分、结构与性能. 结果表明, 随着N流量增加, 薄膜中N含量先是线性增加然后趋于平缓, Cr含量先是基本保持不变然后线性减少. 在N流量不超过20 mL/min时,薄膜保持较高的硬度(>30 GPa)与弹性模量(>500 GPa); 当N流量超过20 mL/min时, 薄膜硬度与弹性模量急剧下降, 在N流量为100 mL/min时硬度与弹性模量仅为13.6与190.8 GPa.     

SOFT MAGNETIC PROPERTIES AND GIANT MAGNETOIMPEDANCE EFFECT IN MAGNETIC FIELD–DEPOSITED FeCuCrVSiB FILMS

采用射频溅射法, 在无磁场和施加72 kA/m的纵向磁场下制备了FeCuCrVSiB软磁合金薄膜样品, 对沉积态样品的软磁特性和巨磁阻抗(GMI)效应进行了测量和分析. 结果表明, 在制备过程中加磁场可明显改善材料的软磁性能, 与无磁场沉积态相比, 样品的矫顽力从1.080 kA/m降低到0.064 kA/m, 在13 MHz频率下有效磁导率比从10%增加到106%. GMI效应与磁导率比的大小密切相关. 无磁场沉积态样品没有检测到GMI效应, 而磁场沉积态样品则具有显著的GMI效应. 在13 MHz 的频率下, 最大纵向和横向巨磁阻抗比分别高达22%和20%. 这些结果都优于厚度几乎相同的退火态FeCuNbSiB薄膜的GMI特性.     

镀锌钢板表面稀土镧盐、硅烷协同钝化研究

    提出了镀锌钢板的稀土镧盐、硅烷协同钝化工艺,先在镀锌钢板表面沉积一层稀土镧盐转化膜,再用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷处理得到复合膜.盐雾试验、醋酸铅点滴试验、失重实验和电化学交流阻抗谱(EIS)测定表明,复合膜的耐蚀性优于单一镧盐转化膜和常规铬酸盐转化膜.扫描电镜（SEM）结果表明,复合膜表面极其致密均匀平整.漆膜划格试验结果表明,复合膜附着力达到5B标准,再涂装性可靠.     

OVERALL ACTIVATION ENERGY OF ISOTHERMAL TRANSFORMATION IN METAL ALLOY AND ITS MECHANISM II. Isothermal Transformation in β Brasses

与钢相似, β黄铜等温处理获得的片状α₁(贝氏体)和棒状α都具有自己的C曲线; 各转变初期均能获单一相, 而转变中、后期通常可获相邻两相的复合体. 必须用单一相和Arrhenius关系求相变产物的体激活能. 用体激活能、相的形貌和体自由能变化相结合能可诠释下述论点: 片状α₁(贝氏体) 是溶质原子扩散控制下母相β' 中的贫溶质区, 进行“军队型”原子无扩散马氏体样切变相变; 棒状α是溶质原子扩散控制下母相β' 中的最贫溶质区, 发生“平民型”原子无扩散界面控制相变.     

THERMALLY ACTIVATED DEFORMATION AND DYNAMIC STRAIN AGING OF Zr–4 ALLOY DURING STRESS RELAXATION

采用应力松弛实验研究了Zr--4合金的热激活变形与动态应变时效现象. 结果表明, 合金在应力松弛过程中的塑性变形速率随松 弛时间的增加而减小, 塑性变形速率和松弛结束时的应力降低比率在623 K附近都会出现最小值. 对位错运动的激活体积分析发现, 锆合金中位错运动的速率控制机制是位错克服溶质原子的障碍, 动态应变时效会导致位错运动的激活体积增大, 623 K附近动态应变时效最为显著, 位错密度会对合金的动态应变时效产生影响.     

PREPARATION AND ANTI–OXIDATION PROPERTY OF SiC/SiC–MoSi2 COATING ON C/C COMPOSITE

采用包埋法和涂刷法在C/C复合材料表面依次制备了SiC内涂层和SiC--MoSi₂外涂层, 借助XRD与SEM对涂层的微观结构进行了分析, 研究了涂覆后的C/C复合材料在高温静态空气中的防氧化性能. 结果表明: SiC/SiC--MoSi₂复合涂层有效缓解了MoSi₂与C/C热膨胀不匹配问题, 涂层无裂纹; 复合涂层在900和1500℃静态空气环境下均可对C/C复合材料有效保护100 h以上; 涂层的多层、多相结构以及在高温氧化后表面生成的SiO₂薄膜是其具有优异防氧化性能的原因.     

EFFECTS OF B ON THE MICROSTRUCTURE AND HYDROGEN RESISTANCE PERFORMANCE OF Fe–Ni BASE ALLOY

利用金相显微镜、扫描电镜观察结合力学性能和抗氢性能测试研究了B对Fe--Ni基合金显微组织和抗氢性能的影响. 结果表明: B的加入有效地抑制了时效过程中晶界上大量η(Ni₃Ti) 相的析出, 晶界上仅析出少量碳化物, 从而显著提高了合金的塑性和抗氢性能. 断口观察显示, 对于无B合金, 在由峰值时效到过时效处理的过程中,由于η相的长大, 使合金发生由穿晶到沿晶断裂的转变; 热充氢后, H在η/γ界面的积聚, 促使合金发生大量沿晶断裂,而含B合金在热充氢后仍以穿晶断裂为主.     

国内外酸洗热轧板的生产及发展

介绍国内外酸洗热轧板的生产及发展,并就我国当前酸洗热轧板的发展谈了几点认识。     

温度和硫离子对N80钢CO2腐蚀电化学行为影响

应用电化学阻抗谱、EIS扫描电镜(SEM)及能谱（EDS）研究了温度和硫离子交互作用下,N80钢的CO₂腐蚀电化学行为及腐蚀膜的形貌与组成.结果表明：温度和硫离子对N80钢CO₂腐蚀电化学行为影响显著;硫离子加入后试样表面吸附着一层腐蚀膜;随着油田地层水中S^2-浓度的增加,传递电阻R₁、膜电阻R₂及扩散阻抗W增加,膜电容Q₂减小;腐蚀膜主要由FeS及少量FeCO₃组成;其致密性随硫离子含量增加和温度升高而增强.               

炼铁原、燃料检、实验系统的建立与应用

介绍了济钢炼铁原、燃料检、实验系统的构成，主要性能特点，使用过程中的经验教训。此系统使用后年节省检、实验费用95．64万元。